一種高導(dǎo)熱金屬基電路板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路板領(lǐng)域，特別是涉及一種高導(dǎo)熱金屬基電路板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電路板中，使用的金屬基板和陶瓷基板都具有明顯缺陷，其中，陶瓷基板由于陶瓷易碎的特性，不具備良好的機(jī)械加工性，需要激光切割或者直接高溫?zé)Y(jié)成型，加工成本高，而且在電路制作過程中也需要高溫?zé)Y(jié)，因此能耗非常高，不環(huán)保，導(dǎo)致在電路板行業(yè)無法大批量使用；而金屬基板(如鋁基板，不銹鋼基板)則導(dǎo)熱性不佳，絕緣性不好，(如鋁基板的導(dǎo)熱系數(shù)0.5-2ff/k.m，耐2000V-5000V電壓擊穿)，而且制作工藝復(fù)雜，不環(huán)保，能耗高，使其應(yīng)用大大受限；傳統(tǒng)的金屬基板的結(jié)構(gòu)為:將金屬載體，絕緣膠，銅箔，通過大力壓合形成，由于絕緣膠的缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品的導(dǎo)熱性非常低，后續(xù)制作電路的過程中，涉及到蝕刻電路，電鍍等污染大的工藝，工藝復(fù)雜，不環(huán)保，而且無法形成異型電路，如3D面，曲面等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種高導(dǎo)熱金屬基電路板，以解決現(xiàn)有金屬基電路板散熱性能差、制備工藝復(fù)雜、工藝污染大的問題，以及解決現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)在金屬基板上制作異型電路的難題。
[0004]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱金屬基電路板，包括金屬基板、設(shè)置在所述金屬基板表面的導(dǎo)熱絕緣層、以及形成在所述導(dǎo)熱絕緣層上的電路，所述導(dǎo)熱絕緣層的材質(zhì)包括涂料，所述涂料包括如下質(zhì)量百分含量的原料組分:
[0005]聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ；
[0006]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物30-40 % ;
[0007]助溶劑:5-10%；
[0008]稀釋劑:3-10%；
[0009]固化劑:0.5-1%;
[0010]上述各原料組分的總質(zhì)量百分含量為100%。
[0011 ] 本發(fā)明中導(dǎo)熱絕緣層的涂料以聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物為擔(dān)體，并加入氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體導(dǎo)熱填料，由于綜合聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物和氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體等原料的優(yōu)異性能，通過上述質(zhì)量配比的各種原料的協(xié)同作用，使得導(dǎo)熱絕緣層兼具高導(dǎo)熱(導(dǎo)熱系數(shù)5-20W/k.m)和高絕緣性能(能承載5-10KV的電壓擊穿)，在不同的金屬基材上均能完全附著，耐300°C高溫，同時(shí)具備良好的耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環(huán)和抗冷熱沖擊性能。
[0012]本發(fā)明高導(dǎo)熱金屬基電路板，由于設(shè)置了導(dǎo)熱絕緣層，其導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5-15W/k.m，能有效導(dǎo)熱，將電子產(chǎn)品中心的溫度有效導(dǎo)出，再通過外部的散熱通道散熱，從而可提高電子元器件的穩(wěn)定性、使用壽命和使用效果；同時(shí)，由于設(shè)置了導(dǎo)熱絕緣層，很好的解決了導(dǎo)熱和絕緣的問題，在兩種性能之間達(dá)到平衡點(diǎn)，從而很好地實(shí)現(xiàn)了在金屬載體上制作電路(包括異型電路)，為獲得各種不同用途的電路板提供了新的方法。
[0013]本發(fā)明中，金屬基板可以為招基板、不鎊鋼基板等。
[0014]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱絕緣層的厚度為20-60微米。
[0015]優(yōu)選地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物中，聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:2-6。更優(yōu)選地，聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二酯的質(zhì)量比為2:3-4。
[0016]本發(fā)明采用聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物作為涂料擔(dān)體，通過兩種樹脂的性能綜合，可使涂料最終能與不同材質(zhì)的載體產(chǎn)生良好的附著力和結(jié)合力，同時(shí)可使涂料在應(yīng)用于電路板中時(shí)，可匹配電路部分的膨脹系數(shù)，提高電路板的穩(wěn)定性。
[0017]優(yōu)選地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物的質(zhì)量百分含量為45-55%。
[0018]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體具有良好的導(dǎo)熱性能，且穩(wěn)定性好，添加入涂料中，可減少涂料熱阻，提高涂料的整體導(dǎo)熱性能。優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物的質(zhì)量百分含量為30-35%。
[0019]優(yōu)選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物中，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:1-3:3-5，所述氧化鋁的顆粒粒徑為0.1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.1-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-1微米。本發(fā)明通過采用上述質(zhì)量配比和粒徑范圍的氧化鋁、氮化鋁與氮化硼進(jìn)行組合，可使涂料中形成良好導(dǎo)熱途徑，使得整個(gè)涂料涂層形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，提高涂料整體導(dǎo)熱功效，同時(shí)提高涂層的力學(xué)性能。更優(yōu)選地，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質(zhì)量比為1:2:4。更優(yōu)選地，所述氧化鋁的顆粒粒徑為1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.5-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-0.5微米。
[0020]優(yōu)選地，所述助溶劑的質(zhì)量百分含量為6-8% ;所述稀釋劑的質(zhì)量百分含量為5-8% ;所述固化劑的質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%。
[0021]優(yōu)選地，所述助溶劑可以為乙酰胺、醇類或醇醚類有機(jī)溶劑。具體可以是異丙醇、異丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等。
[0022]優(yōu)選地，所述稀釋劑可以為正丁醇、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮、苯甲醇、環(huán)己酮、醚醇。
[0023]優(yōu)選地，所述固化劑的主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯。當(dāng)然，其它可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涂料固化的固化劑也適用本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明中，電路可以為任意形式，包括異型電路，如3D面，曲面等。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的一種高導(dǎo)熱金屬基電路板，通過設(shè)置導(dǎo)熱絕緣層，其導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5-15W/k.m，能有效導(dǎo)熱，將電子產(chǎn)品中心的溫度有效導(dǎo)出，再通過外部的散熱通道散熱，從而可提高電子元器件的穩(wěn)定性、使用壽命和使用效果；同時(shí)，由于設(shè)置了導(dǎo)熱絕緣層，很好的解決了導(dǎo)熱和絕緣的問題，在兩種性能之間達(dá)到平衡點(diǎn)，從而很好地實(shí)現(xiàn)了在金屬載體上制作電路(包括異型電路)，為獲得各種不同用途的電路板提供了新的方法。由于金屬基材的優(yōu)良機(jī)加工性，可塑性，耐用性，因而為整個(gè)電路板行業(yè)發(fā)展，提供了新的方向。
[0026]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱金屬基電路板的制備方法，包括以下步驟:
[0027](I)將聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物與助溶劑按比例混合，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)完全，得到漿料；取氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體，充分研磨混勻后，得到氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物，在氣氛保護(hù)，60-80°C溫度下，將所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物與上述所得漿料混合，再添加稀釋劑、固化劑，攪拌分散均勻，得到涂料，上述各原料按如下質(zhì)量百分含量混合:
[0028]聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ;
[0029]氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物30-40% ；
[0030]助溶劑:5-10%；
[0031]稀釋劑:3-10%；
[0032]固化劑:0.5-1%;
[0033]上述各原料組分的總質(zhì)量百分含量為100% ；
[0034](2)取金屬基板，將上述所得涂料涂覆或印刷在所述金屬基板上，于140_170°C溫度下固化，形成導(dǎo)熱絕緣層；
[0035](3)另取聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物，與導(dǎo)電粉混合，制作得到導(dǎo)電漿料，利用所述導(dǎo)電漿料在所述導(dǎo)熱絕緣層上直接印刷成電路，得到高導(dǎo)熱金屬基